KR101892651B1 - 일면이 볼록 구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼 - Google Patents

일면이 볼록 구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼 Download PDF

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Abstract

본 발명이 제공하는 일면이 볼록구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼는, 중앙 부재(1), 보호 프레임(2) 및 연결부(3)를 포함하며, 보호 프레임(2) 내에는 캐비티가 설치되고, 캐비티 내에는 중앙 부재(1)가 설치되며, 중앙 부재(1)의 상단 표면에는 돌기(4)가 설치되며, 보호 프레임(2)의 두 개의 장변(長邊)과 중앙 부재(1)의 두 개의 장변(長邊) 사이에는 관통홈A(5)이 형성되고, 보호 프레임(2)의 두 개의 단변(短邊)과 중앙 부재(1)의 두 개의 단변(短邊) 사이에는 관통홈B(6)가 형성되며, 관통홈A(5)와 관통홈B(6)는 연통되며, 연결부(3)는 임의의 하나의 관통홈B(6) 내에 설치된다. 본 발명의 유익한 효과는 소형화 석영 웨이퍼의 대량생산에 사용될 수 있고, 주변에서 발생하는 기생 발진을 감소시킬 수 있으며, 석영 웨이퍼의 중심의 에너지 트래핑 효과를 강화시킬 수 있음으로써, 가공 정밀도를 높이고, 제품의 통일성을 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

일면이 볼록 구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼{ONE TYPE OF QUARTZ CRYSTAL BLANK WITH SINGLE CONVEX STRUCTURE}
본 발명은 압전 석영 웨이퍼 구조에 관한 것으로서, 특히 일면이 볼록구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼에 관한 것이다.
현재, 석영 크리스탈 공진기는 통상적으로 압전 석영 웨이퍼(Quartz wafer) 및 패키지 쉘로 구성되는데, 압전 석영 웨이퍼는 직사각형 또는 원형의 형상을 가지고, 패키지 쉘의 재료는 세라믹, 유리 등으로 구성된다. 압전 석영 웨이퍼의 상하 양면은 전극이 증착되어야 하고, 전극은 밀봉 패키징된 리드선을 통해 패키지 쉘 중의 베이스시트의 핀과 연결된다. 교류전압은 핀을 통해 석영 웨이퍼의 상하 전극에 연통되어 석영 웨이퍼에 역 압전효과를 발생시킴으로써 진동을 발생시키게 된다. 석영 크리스탈 공진기는 그 주파수의 정확성과 안정성 등 특성으로 인해 이동전자장치, 핸드폰, 이동통신장치 등 전자업계에 광범위하게 응용되고 있다.
이동통신전자가 급속히 발전함에 따라, 부품의 소형화 요구가 갈수록 높아지고 있어, 석영 크리스탈 공진기의 소형화 역시 피할 수 없는 추세이다. 석영 크리스탈 공진기의 소형화 발전 과정에서 종래의 설계 구조는 이미 생산하기 매우 어려울 뿐만 아니라, 그 비용 또한 비교적 높다. 종래의 커팅, 부식 등 공정 방식 역시 초소형 석영 웨이퍼를 가공해내기 어려워, 이미 소형화의 요구를 만족시키기가 어렵다.
석영 크리스탈 공진기의 공진 주파수가 다소 낮을 경우, 에너지 트래핑 효과를 높이고 석영 웨이퍼의 주변효과를 저하시키기 위해서는 석영 웨이퍼의 외형을 바꾸어야 한다. 통상적으로 회전 밀링 연마방식을 사용하여, 석영 웨이퍼의 외형을 바꾸는데, 양면 볼록 곡면 구조가 바로 이에 해당된다. 하지만, 회전 밀링 공정은 안정성이 떨어지고, 중복성이 낮기 때문에, 그 비용은 줄곧 높은 가격대를 유지하고 있다. 따라서, 석영 웨이퍼 기술력을 향상시키는 것이 시급하다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여, 저 비용의 소형화 석영 웨이퍼의 대량 생산에 응용될 수 있고, 주변에 발생하는 기생발진을 감소시키고, 석영 웨이퍼의 중심의 에너지 트래핑 효과를 강화시킬 수 있으며, 제품의 통일성을 대폭 향상시킬 수 있는 일면이 볼록구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이하 기술방안을 통해 구현된다.
일면이 볼록구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼는, 중앙 부재, 보호 프레임 및 연결부를 포함하며; 상기 중앙 부재와 보호 프레임은 모두 직사각형의 형상을 띠고, 보호 프레임 내에는 캐비티가 설치되고, 캐비티 내에는 중앙 부재가 설치되며, 중앙 부재의 상단 표면에는 주변에 발생한 기생 발진을 감소시키고 석영 웨이퍼의 중심의 에너지 트래핑 효과를 강화할 수 있는 돌기가 설치되며, 보호 프레임의 두 개의 장변(長邊)과 중앙 부재의 두 개의 장변(長邊) 사이에는 관통홈A이 형성되고, 보호 프레임의 두 개의 단변(短邊)과 중앙 부재의 두 개의 단변(短邊) 사이에는 관통홈B가 형성되며, 관통홈A와 관통홈B는 연통되며, 상기 보호 프레임의 임의의 하나의 단변과 중앙 부재 사이에는 연결부에 의해 서로 연결되며, 연결부는 임의의 하나의 관통홈B 내에 설치된다.
상기 돌기는 원형 돌기, 직사각형 돌기 또는 사다리꼴 돌기이다.
상기 연결부의 형상은 직사각형 또는 사다리꼴의 형상이다.
상기 압전 석영 웨이퍼의 길이는 0.8~3.2mm 이다.
상기 압전 석영 웨이퍼의 폭은 0.6~2.5mm 이다.
상기 중앙 부재, 보호 프레임 및 연결부의 재료는 모두 석영이다.
본 발명은 이하 장점을 구비한다.
(1) 본 발명의 중앙 부재의 상단 표면에는 돌기가 설치되고, 돌기는 주변에서 발생하는 기생 발진을 감소시킬 수 있고, 석영 웨이퍼의 중심의 에너지 트래핑 효과를 강화시킬 수 있다.
(2) 본 발명은 소형화 석영 웨이퍼의 대량생산에 사용될 수 있고, 웨이퍼와 결정체의 제작효율을 대폭 향상시켰으며, 통일성 또한 향상시킨다.
(3) 보호 프레임이 외부 충격을 받을 경우, 그 충격은 중앙 부재에 전달되지 않으므로, 중앙 부재를 보호한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 구조도이다.
도 2는 도 1의 부감도이다.
도 3은 도 2의 A-A의 투시도이다.
도 4는 도 1의 저면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1의 석영기판에 기반한 제작공정 가공을 완료한 제품의 부감도이다.
도 6은 도 5의 저면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2의 구조도이다.
도 8은 도 7의 부감도이다.
도 9는 도 7의 저면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 2의 석영기판에 기반한 제작공정 가공을 완료한 제품의 부감도이다.
도 11은 도 10의 저면도이다.
이하 첨부도면을 결합하여 본 발명에 대해 좀 더 구체적으로 설명하나, 본 발명의 보호범위는 아래의 설명에 국한되지 않는다.
실시예 1
도 1~도 4에 도시된 바와 같이, 일면이 볼록구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼는, AT 커팅형을 이용하며, 이 커팅형은 석영 크리스탈 공진기에 보편적으로 응용된다. 그 중 웨이퍼의 장변은 X축에 평행하고, X축은 석영 웨이퍼의 전기축이며, 단변은 Z'축에 평행하고, 두께 방향은 Y'축에 평행하다. 또한 석영 웨이퍼의 장변이 Z'축에 평행하고, 폭은 X축에 평행하며, 두께 방향은 Y'축에 평행하는 것을 배제하지 않는다. 상기 압전 석영 웨이퍼는 중앙 부재(1), 보호 프레임(2) 및 연결부(3)를 포함하고, 중앙 부재(1), 보호 프레임(2) 및 연결부(3)의 재료는 모두 석영이며, 상기 중앙 부재(1)와 보호 프레임(2)은 모두 직사각형의 형상이고, 상기 보호 프레임(2)은 패키지를 지지 및 연결하는 역할을 하며, 보호 프레임(2) 내에는 캐비티가 설치되고, 캐비티 내에는 중앙 부재(1)가 설치되며, 중앙 부재(1)의 상단 표면에는 주변에 발생하는 기생 발진을 감소시키고 석영 웨이퍼의 중심의 에너지 트래핑 효과를 강화시킬 수 있는 돌기(4)가 설치되며, 보호 프레임(2)의 두 개의 장변과 중앙 부재(1)의 두 개의 장변 사이에는 관통홈A(5)이 설치되고, 보호 프레임(2)의 두 개의 단변과 중앙 부재(1)의 두 개의 단변 사이에는 관통홈B(6)이 설치되며, 관통홈A(5)와 관통홈B(6)은 연통되게 형성되며, 관통홈A(5)와 관통홈B(6)은 석영 재료를 화학적 부식 또는 물리적 절단을 통해 이루어진다. 도 1~도 4에서 도시하는 바와 같이, 상기 보호 프레임(2)의 임의의 하나의 단변과 중앙 부재(1)는 연결부(3)에 의해 서로 연결되고, 연결부(3)는 임의의 하나의 관통홈B(6)에 설치된다.
상기 돌기(4)는 원형 돌기, 직사각형 돌기 또는 사다리꼴 돌기이며, 본 실시예에서의 돌기는 직사각형 돌기이다. 상기 연결부(3)의 형상은 직사각형 또는 사다리꼴 이며, 본 실시예에서의 연결부(3)는 직사각형의 형상을 가진다.
상기 압전 석영 웨이퍼의 길이는 0.8~3.2mm 인 것으로, 본 실시예에서의 길이는 1.6mm 이고, 상기 압전 석영 웨이퍼의 폭은 0.6~2.5mm 인 것으로, 본 실시예에서의 폭은 1.2mm 이며, 상기 석영 웨이퍼의 공진 주파수는 t=1664/F 이고, t는 석영 웨이퍼의 두께를 나타내고, 단위는 ㎛이고; F는 공진 주파수를 나타내며, 단위는 MHz이며, 본 실시예에서의 석영 웨이퍼의 공진 주파수는 8MHz~70MHz 사이이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 일면이 볼록구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼의 가공 단계는 다음과 같다.
S1: 일정 규격의 석영기판(7)을 취하여, 석영 기판(7)의 상, 하부 표면에 연마, 폴리싱 처리를 한다.
S2: 스핀 코팅 또는 분무 방식으로 석영 기판(7) 표면에 두께가 균일한 에칭 레지스트 보호층(ER)을 형성하고, 광식각으로 에칭 레지스트 보호층(ER) 표면을 노광시켜 식각할 패턴을 형성한다.
S3: 습식 식각 또는 건식 식각 방식을 통해 석영 기판(7) 상부 표면을 식각함으로써, 석영 기판(7) 표면에 돌기(4)를 형성하고, 돌기(4)의 식각 깊이는 습식 식각 또는 건식 식각의 반응 시간 제어를 통해 결정한다.
S4: S3 단계의 에칭 레지스트 보호층(ER)을 제거한 후 석영 기판(7) 표면을 깨끗이 세척한다.
S5: 세척 완료 후, 우선 스핀 코팅 또는 분무 방식으로 석영 기판(7) 표면에 두께가 균일한 에칭 레지스트 보호층(ER)을 형성하고, 다시 광식각으로 에칭 레지스트 보호층(ER) 표면을 노광시켜 식각할 패턴을 형성한다.
S6: 습식 식각, 건식 식각, 레이저 식각, 물리적 샌드블라스트 등 방식을 통해, 석영기판(7) 상부 표면을 식각함으로써, 관통홈A(5) 및 관통홈B(6)을 형성한다.
S7: 에칭 레지스트 보호층(ER)을 제거한 후 석영 기판(7) 표면을 깨끗이 세척하여, 일면이 볼록구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼를 제작한다.
S8: 석영 기판(7)에 절단 위치결정공(8)을 가공한다.
S9: 레이저 절단 또는 블레이드 절단의 방식으로, 절단 위치결정공(8)을 따라 석영 기판(7)을 절단 및 분리함으로써, 석영 웨이퍼의 가공을 완성한다.
실시예 2
도 7~도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예 2와 실시예 1의 차이점은, 상기 보호 프레임(2)의 임의의 하나의 단변과 중앙 부재(1) 사이에는 두 개의 연결부(3)가 연결되어 형성되는데, 두 개의 연결부(3)는 중앙 부재(1)와 보호 프레임(2) 사이의 기계적 강도를 강화한다.
상술한 바는 단지 본 발명의 바람직한 실시형태인 것으로, 본 발명은 본 문장에서 밝히는 형태에 국한되지 않는 것으로 이해하여야 하고, 기타 실시예를 배제하는 것으로 간주해서는 아니 되며, 여러 가지 기타 조합, 석영 및 환경에 사용할 수 있으며, 또한 본 문장의 상술한 범위 내에서 상기 가르침 또는 해당분야 기술 및 지식에 기반 하여 변경할 수 있다. 당업자에 의한 변경 및 변화는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않으며, 모두 본 발명 청구항의 청구보호범위에 속한다.
1: 중앙 부재 2: 보호 프레임
3: 연결부 4: 돌기
5: 관통홈 A 6:관통홈 B
7: 석영 기판 8: 절단 위치고정공

Claims (6)

  1. 일면에만 볼록 구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼에 있어서,
    중앙 부재(1), 보호 프레임(2) 및 연결부(3)를 포함하며;
    상기 중앙 부재(1), 보호 프레임(2) 및 연결부(3)는 두께가 동일하며,
    상기 중앙 부재(1)와 보호 프레임(2)은 모두 직사각형의 형상으로 형성되고, 보호 프레임(2) 내에는 캐비티가 설치되고, 캐비티 내에는 중앙 부재(1)가 설치되며,
    중앙 부재(1)의 상단 표면에는 주변에 발생한 기생 발진을 감소시키고 석영 웨이퍼의 중심의 에너지 트래핑 효과를 강화할 수 있는 돌기(4)가 상기 중앙 부재(1), 보호 프레임(2) 및 연결부(3) 보다 돌출되어 설치되며,
    보호 프레임(2)의 두 개의 장변(長邊)과 중앙 부재(1)의 두 개의 장변(長邊) 사이에는 관통홈A(5)이 형성되고, 보호 프레임(2)의 두 개의 단변(短邊)과 중앙 부재(1)의 두 개의 단변(短邊) 사이에는 관통홈B(6)가 형성되며, 관통홈A(5)와 관통홈B(6)는 연통되며, 상기 보호 프레임(2)의 임의의 하나의 단변과 중앙 부재(1) 사이에는 연결부(3)에 의해 서로 연결되며, 연결부(3)는 임의의 하나의 관통홈B(6) 내에 설치되는, 일면에만 볼록 구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌기(4)는 원형 돌기, 직사각형 돌기 또는 사다리꼴 돌기인, 일면에만 볼록 구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부(3)의 형상은 직사각형 또는 사다리꼴의 형상인, 일면에만 볼록 구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전 석영 웨이퍼의 길이는 0.8~3.2mm인, 일면에만 볼록 구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 압전 석영 웨이퍼의 폭은 0.6~2.5mm인, 일면에만 볼록구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 부재(1), 보호 프레임(2) 및 연결부(3)의 재료는 모두 석영인, 일면에만 볼록 구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼.

KR1020167032164A 2015-07-22 2016-02-29 일면이 볼록 구조를 갖는 압전 석영 웨이퍼 KR101892651B1 (ko)

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